ПРОЕКТИРОВАНИЕ ГЕНЕРАТОРА ТРЕУГОЛЬНЫХ ИМПУЛЬСОВ

DESIGNING A TRIANGULAR PULSE GENERATOR

Yuri Krakhotkin

student, department of communications and information security, Omsk State Technical University

Russia, Omsk

Artem Averchenko

scientific advisor, senior lecturer Omsk State Technical University

Russia, Omsk

АННОТАЦИЯ

Статья содержит 4 страницы, 4 рисунка.

В данной статье описывается генератор треугольных импульсов и проектирование его на языке описания аппаратуры Verilog.

ABSTRACT

The article contains 4 pages, 4 figures.

This article describes a triangular pulse generator and its design in Verilog hardware description language.

Ключевые слова: генератор сигналов, треугольный сигнал, ПЛИС, Quartus, проектирование, Verilog.

Keywords: signal generator, triangle signal, FPGA, Quartus, design, Verilog.

Большинство современных генераторов опирается на цифровые технологии. Многие из них удовлетворяют и цифровым, и аналоговым требованиям, хотя наиболее эффективным обычно является решение, возможности которого оптимизированы для решаемой задачи – аналоговой или цифровой.

Генераторы смешанных сигналов предназначены для создания сигналов с аналоговыми характеристиками. Такие сигналы простираются от чисто аналоговых, таких как синусоиды и треугольники, до меандров, обладающих скруглениями и искажениями, что является неотъемлемой особенностью реальных сигналов.

Универсальные генераторы смешанных сигналов позволяют управлять амплитудой частотой и фазой сигнала, а также постоянным смещением и длительностью фронтов и спадов.

На языке Verilog был спроектирован генератор треугольных импульсов. Программный код устройства указан на рисунке 1.

Рисунок 1. Программный код

Работу устройства можно разделить на два этапа: нарастание сигнала и его убывание. Период нарастания обозначен в первом сравнении if, когда в регистре flag значение 0. Пока значения в register находятся в промежутке от 0 включительно до 1111, к register прибавляется 1.

В момент, когда значение становится равным 1111, происходит смена значения в флаге на 1, затем происходит выполнение второго блока if, когда flag = 1.

Работа кода проверена в программе симуляции (рисунки 2 – 4).

Рисунок 2. Симуляция работы

Рисунок 3. Симуляция работы

Рисунок 4. Симуляция работы

На представленных рисунках видно, что сначала сигнал нарастает до момента 1111, флаг принимает значение 1 и сигнал начинает убывать до значения 0000, после чего флаг меняет значение на 0.

Затем этот сигнал подается на вход ЦАП, на выходе которого будет получен треугольный сигнал. Длительность сигнала, ширину треугольных импульсов можно регулировать, изменяя условия в блоках if.

Список литературы:

1. Музей истории Мосэнерго [Электронный ресурс]. Режим доступа: URL http://www.mosenergo-museum.ru
2. Википедия. Свободная энциклопедия [Электронный ресурс]. Режим доступа: URL https://ru.wikipedia.org.
3. Быкова С. В., Буркатовская Ю. Б. Булевы функции: учебное пособие для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности ВПО 010501 «Прикладная математика и информатика». – Томск: Томский гос. ун-т, 2010. – 190 с.
4. Акчурин А.Д., Юсупов К.М. Программирование на языке Verilog. Учебное пособие. – Казань, 2016. – 90 с.